JP4971579B2 - ４ロールスタンドもしくは６ロールスタンドのための複合駆動機構並びにこの複合駆動機構のための運転方法 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念に記載の４ロールスタンド及び請求項２の上位概念に記載の６ロールスタンド並びに請求項１に記載の４ロールスタンド及び請求項２に記載の６ロールスタンドを運転するための方法に関する。
【０００２】
１つ又は複数のロールスタンドが、１つの圧延ライン内には存在する。このロールスタンド内では、圧延物が、圧延方向に向かい合って回転するワークロールによって把握される。この圧延物は、ワークロールのロール回転によって前方に移動させられる。ロール間隙内では、圧延物の厚さが、ワークロールが加える高い圧力によって縮小される。４ロールスタンド（クアルト）は、２つのワークロールと２つのバックアップロールとを有する。６ロールスタンド（ゼクスト）は、２つのワークロール、２つのバックアップロール、並びにワークロールとバックアップロールとの間に配設された中間ロールを有する。
【０００３】
圧延ライン（温間ストリップライン又は冷間ストリップライン）において非常に薄いストリップを圧延するため、圧延方向で後方のロールスタンド内の直径が細いワークロールが有利である。これらのワークロールは、圧延荷重、エッジドロップ、圧延物の温度損失を低減し、事情によっては圧延ライン内のロールスタンドの削減でさえも可能にする。何故なら、高い低減が実施できるからである。
【０００４】
しかしながら、定期的に、温間圧延ラインが薄いストリップばかりでなく、例えば、異なった硬さ及び異なった幅の０，８ｍｍ〜１２．７ｍｍの肉厚の厚さ範囲もカバーしなければならないという要求がある。生産の多様性に対するこの要求に基づいて、薄いストリップに対する圧延ラインの最適化は、以下の理由から可能でない。
即ち、
最適化は、例えば、生産方向において最終の直径が細いワークロールを有する２つのロールスタンドが運転されることを前提とする。但し、これらの細いワークロールの駆動ピン及び駆動スピンドルは、比較的強い及び／又は比較的硬いストリップを圧延する際に過負荷を受けているのであるが。太いワークロールに対する直径が細いワークロールの交換は、駆動スピンドルの交換を必要とする。しかしながら、これから結果として生じる圧延ラインの停止は許容可能でない。
【０００５】
独国特許出願公開第３４１１８５３号明細書から、既に、駆動されるバックアップロールを有する４ロールスタンド又は６ロールスタンドが公知になっており、このロールスタンドにおいては、ワークロールが、バックアップロールもしくは中間ロールから摩擦によって伝動される。駆動機構が僅かな部分に対してだけ限界負荷を受けるロールスタンドの運転状態において、それにもかかわらず、駆動機構の良好な調整能力を保証し、かつ駆動モータの有利な限界負荷を達成するため、駆動モータの１つが、そのバックアップロールと、変速ギヤ機構を介して接続されており、このバックアップロールから連結解除されて停止させられ、従って、残留する駆動モータの限界負荷が２倍にされ、その調整特性が通常の負荷範囲内での運転によって改善されていることが提案される。
【０００６】
ワークロール自身は、駆動機構を何ら備えるのではなく、可能なワークロールのスリップを回避するため、必要であればシンクロギヤ機構によって互いに接続されている。しかしながら、太いワークロールへのこのロールスタンドの迅速な組換えは、想定されてもおらず、可能でもない。何故なら、専属のバックアップロールの駆動及び摩擦によるワークロールの伝動は、太いワークロールの場合には可能でないからである。
特開平６２−１９７２０７号公報の要約からは、上下の中間ロール並びに上のワークロールがスピンドルによって駆動される６ロールスタンドが公知である。モータをより良好に利用するために、スピンドルを個々に又は連結して駆動するように構成されている。このため、ギヤボックス内にギヤホイールを位置決めすることによって相応の調節の可能性が与えられている。この発明によれば、個々のスピンドルを連結解除する可能性も存在する。しかしながら太いワークロールへのこの装置の組換えは予定されていない。何故なら、両方のワークロールの専属の駆動機構が可能でないからである。相応のスピンドルは考慮されていない。
【０００７】
従って、この従来技術から出発して、本発明の基本にある課題は、異なった強さ及び／又は硬さの圧延物への迅速な適合を可能にするロールスタンドを提案することである。
【０００８】
選択的に僅かな費用で細いワークロールも太いワークロールも１つのスタンド内で運転できるようにするため、本発明によれば、４ロールスタンドのために、１つ又は複数のモータを有する駆動機構と、バックアップロールを駆動するための駆動スピンドルと、ワークロールを駆動するための駆動スピンドルとが設けられており、バックアップロールを駆動するための駆動スピンドルが、それぞれ、駆動スピンドルと駆動機構間に解放可能な装置を備え、ワークロールを駆動するための駆動スピンドルが、それぞれ、駆動スピンドルとワークロール間に解放可能な装置を備えること、細いワークロールを使用する場合は、バックアップロールを駆動するための駆動スピンドルの解放可能な装置が係合され、ワークロールを駆動するための駆動スピンドルの解放可能な装置が解放されており、太いワークロールを使用する場合は、ワークロールを駆動するための駆動スピンドルの解放可能な装置がワークロールに連結され、バックアップロールを駆動するための駆動スピンドルの解放可能な装置が解放されていることが提案される。
【０００９】
６ロールスタンドのためには、本発明によれば、１つ又は複数のモータを有する駆動機構と、バックアップロールを駆動するための駆動スピンドルと、中間ロールを駆動するための駆動スピンドルと、ワークロールを駆動するための駆動スピンドルとが設けられており、バックアップロールを駆動するための駆動スピンドルと中間ロールを駆動するための駆動スピンドルとが、それぞれ、駆動スピンドルと駆動機構間に解放可能な装置を備え、ワークロールを駆動するための駆動スピンドルが、それぞれ、駆動スピンドルとワークロール間に解放可能な装置を備えること、細いワークロールを使用する場合は、バックアップロールを駆動するための駆動スピンドルの解放可能な装置及び／又は中間ロールを駆動するための駆動スピンドルの解放可能な装置が係合され、ワークロールを駆動するための駆動スピンドルの解放可能な装置が解放されており、太いワークロールを使用する場合は、ワークロールを駆動するための解放可能な装置がワークロールに連結され、バックアップロールを駆動するための駆動スピンドルの解放可能な装置及び中間ロールを駆動するための駆動スピンドルの解放可能な装置が解放されていることが提案される。
【００１０】
本発明による４ロールスタンドもしくは６ロールスタンドにおけるこの複合駆動機構は、太いワークロールを、これらのワークロールに付設された解放可能な装置を介して直接モータと接続することを可能にし、一方、４ロールスタンドにおいて細いワークロールを使用する際は、駆動が、両方のバックアップロールを介して行なわれ、これらのバックアップロールは、この場合、解放可能な装置を介してモータと接続されている。その際、細いワークロールは、摩擦によってバックアップロールから伝動されるに過ぎない。一致して、６ロールスタンドにおいては、細いワークロールを運転するためにはバックアップロール及び／又は中間ロールだけが、これらに付設された解放可能な装置を介してモータと接続され、一方、太いワーククロールを運転するためにはこのワークロールだけが、これらに付設された解放可能な装置を介してモータと接続されている。
【００１１】
本発明の意味では、ロールからスピンドル、解放可能な装置、及び場合によっては中間に接続されたギヤ機構を介してモータへの直接の動力伝達が存在する場合にのみ、ロールとモータとの間の接続が存在する。この限定の意味でのモータへのいかなる接続も、摩擦を介してのみ駆動される他のロールから伝動されるロールは有さない。
【００１２】
モータとのワークロールの接続を可能にする解放可能な装置としては、特に、連結装置が問題となり、これらの連結装置は、特に、機械的、電気的、液圧的、又は気圧的に構成することができる。
【００１３】
しかしながら、ロールスタンドは、解放可能な装置として、ワークロール自身の駆動スピンドルのカップリングが、これらのカップリングがワークロールの駆動ピンから引き離される場合に作用するように構成することもできる。このため、駆動スピンドルは、テレスコープ式にこれらの引き離し運動を可能にするように構成することができる。結局、細いワークロールがいかなる駆動ピンも備えず、その結果、駆動スピンドルのカップリングが作用の外に達することは、有利な、また構造的に特に簡単な本発明の構成において可能である。これによりまた、細いワークロールに付設された駆動スピンドルのカップリングも、ワークロールから解放されている。その際、ワークロールのための駆動スピンドルは、ルーズに従動回転する。
【００１４】
一様で安価な全てのロールの駆動は、バックアップロール及びワークロール及び中間ロールが共通のモータによってギヤ機構を介して、特にピニオンギヤ機構を介して駆動される場合に達成することができる。しかしながら、選択的に、両方のワークロールだけが、共通のワークロールモータと、ギヤ機構を介して、特にピニオンギヤ機構を介して接続されており、一方、バックアップロール及び中間ロールに、それぞれ１つの独立した上下のモータが付設されているということも可能である。
【００１５】
バックアップロールと場合によっては中間ロールとの間の間隔は、それぞれのワークロールの直径に依存して、例えばスタンド上面及びスタンド下面におけるステップウェッジのようなそれ自身公知の変位装置によって適合させられる。
【００１６】
細いワークロール及び太いワークロール並びに異なった直径を有するワークロールの組合せのための本発明によるロールスタンドの有利な運転様式は、請求項１０〜１３の特徴から得られる。
【００１７】
好ましくは、本発明によるロールスタンドにおいては、摩耗の少ない材料を有する細いワークロール、特に粉末冶金によるワークロール（高張力のＨＳＳ−ロール）が使用される。これらのワークロールは、例えばＨＩＰ（ホットアイソスタティック成形）方法により製造することができる。
【００１８】
以下に、本発明を、４ロールスタンドを基にして詳細に説明する。
【００１９】
図１には、概略的に４ロールスタンドのバックアップロール１及び２が図示されており、これらのバックアップロールの間には、細いワークロール４及び５が薄い肉厚の圧延物３のために設けられている。
【００２０】
ロール１，２，４，５を駆動するために、ピニオンギヤ機構６を装備された駆動モータ７が使用される。ピニオンギヤ機構６は、中央の２つのワークロールギヤホイール８，９並びに上下のバックアップロールギヤホイール１１，１２から成る。
【００２１】
バックアップロール１，２にも、またワークロール４，５にも、それぞれ駆動スピンドル１３，１４，１５，１６が付設されており、これらの駆動スピンドルは、ピニオンギヤ機構６を介してモータ７と接続されている。バックアップロール１及び２に付設された駆動スピンドル１３，１６は、それぞれ１つのクラッチ１７，１８を備え、これらのクラッチは、係脱された状態で、バックアップロール１，２とモータ７との間の動力伝達を中断する。
【００２２】
図１に図示された細いワークロール４，５を運転するために、クラッチ１７，１８は、バックアップロール１，２だけを駆動するために係合され、一方、細いワークロール４，５に付設された駆動スピンドル１４，１５はルーズに従動回転する。示された実施例では、細いワークロール４，５に付設された解放可能な装置はカップリング１９，２１から成り、これらのカップリングは、ピニオンギヤ機構６に向かい合って位置するスピンドル１４，１５の端部に存在し、直径が太いワークロールの駆動ピンと協働するために設けられている。図１に図示されたワークロール４，５が、いかなる駆動ピンも備えていないので、細いワークロール４，５とモータ７との間の動力伝達は中断されている。
【００２３】
運転に条件付けられて図２に図示されているように太いワークロール２４，２５が使用されるべきである場合は、これは、本発明による４ロールスタンドによって問題なく可能である。図２による４ロールスタンドは、図１による４ロールスタンドとは、両方のバックアップロール１，２が直接その駆動スピンドル１３，１６を介して独立したバックアップロールモータ２６，２７と接続されている点で相違する。しかしながら、この相違点は、機能様式にとって重要ではない。
【００２４】
太いワークロール２４，２５は駆動ピン２８，２９を備えており、これらの駆動ピンは、駆動スピンドル１４，１５のカップリング１９，２１と協働する。これにより、太いワークロール２４，２５の動力閉塞が、スピンドル１４，１５及びピニオンギヤ機構６を介してモータ７へと生成され、このモータは、この実施例では、もっぱらワークロール２４，２５を駆動する。
【００２５】
バックアップロール１，２のための駆動スピンドル１３，１６のクラッチ１７，１８は係脱されており、従って、バックアップロール１，２は、効力なく従動回転し、一方、バックアップロールモータ２６，２７は遮断されている。
【００２６】
当然、図１による４ロールスタンドにおいても、また図２によるロールスタンドにおいても、細いワークロールが使用されるべきである場合に、ワークロールのためのモータへの動力伝達を中断するために、駆動スピンドル１４，１５においてクラッチを設けることも可能である。
【００２７】
バックアップロール１と２との間の間隔を、ワークロール４，５，２４，２５の直径に依存して適合させることができるようにするため、スタンド上面にも、またスタンド下面にも、各図に図示されてないステップウェッジが配設されている。全ての駆動スピンドルは、ギヤ機構側もしくはモータ側に強固に配設された駆動スピンドルの当接点に対する変位を相殺するために、それ自身公知の方法で、カルダンシャフトとして形成されている。
【００２８】
結局、本発明は、ロールスタンドが僅かな費用で選択的に細いワークロールによっても、また太いワークロールによっても運転することができることによって、異なった強さ及び／又は硬さの圧延物に対する迅速な適合を可能にする。このために本発明により提案される、４ロールスタンドもしくは６ロールスタンドにおける複合駆動機構は、太いワークロールを直接モータと接続することを可能にし、一方、細いワークロールは、摩擦によってのみ、隣接するバックアップロール又は中間ロールから伝動される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 細いワークロールを運転する場合の４ロールスタンドを示す。
【図２】 太いワークロールを運転する場合の４ロールスタンドを示す。
【符号の説明】
１ バックアップロール
２ バックアップロール
３ 薄い圧延物
４ ワークロール
５ ワークロール
６ ピニオンギヤ機構
７ モータ
８ ワークロールギヤホイール
９ ワークロールギヤホイール
１１ バックアップロールギヤホイール
１２ バックアップロールギヤホイール
１３ 駆動スピンドル
１４ 駆動スピンドル
１５ 駆動スピンドル
１６ 駆動スピンドル
１７ クラッチ
１８ クラッチ
１９ カップリング
２１ カップリング
２２ 駆動ピン
２３ 駆動ピン
２４ 太いワークロール
２５ 太いワークロール
２６ モータ
２７ モータ
２８ 駆動ピン
２９ 駆動ピン

Claims (14)

1. ２つのワークロール（４，５：２４，２５）と２つのバックアップロール（１，２）とを有する４ロールスタンドであって、バックアップロール（１，２）間に、直径が細いワークロール（４，５）の対、又は、直径が太いワークロール（２４，２５）の対、又は、直径が細いワークロールと直径が太いワークロールの対が挿入可能である、４ロールスタンドにおいて、
   １つ又は複数のモータ（７，２６，２７）を有する駆動機構と、バックアップロール（１，２）を駆動するための駆動スピンドル（１３，１６）と、ワークロール（２４，２５）を駆動するための駆動スピンドル（１４，１５）とが設けられており、バックアップロール（１，２）を駆動するための駆動スピンドル（１３，１６）が、それぞれ、駆動スピンドルと駆動機構間に解放可能な装置（１７，１８）を備え、ワークロール（２４，２５）を駆動するための駆動スピンドル（１４，１５）が、それぞれ、駆動スピンドルとワークロール間に解放可能な装置（１９，２１）を備えること、
   細いワークロール（４，５）を使用する場合は、バックアップロールを駆動するための駆動スピンドルの解放可能な装置（１７，１８）が係合され、ワークロールを駆動するための駆動スピンドルの解放可能な装置（１９，２１）が解放されており、太いワークロール（２４，２５）を使用する場合は、ワークロールを駆動するための駆動スピンドルの解放可能な装置（１９，２１）がワークロール（２４，２５）に連結され、バックアップロールを駆動するための駆動スピンドルの解放可能な装置（１７，１８）が解放されていることを特徴とする４ロールスタンド。
2. ２つのワークロール（４，５：２４，２５）と、２つのバックアップロール（１，２）と、ワークロールとバックアップロールとの間に配設された中間ロールとを有する６ロールスタンドであって、中間アップロール間に、直径が細いワークロール（４，５）の対、又は、直径が太いワークロール（２４，２５）の対、又は、直径が細いワークロールと直径が太いワークロールの対が挿入可能である、６ロールスタンドにおいて、
   １つ又は複数のモータ（７，２６，２７）を有する駆動機構と、バックアップロール（１，２）を駆動するための駆動スピンドル（１３，１６）と、中間ロールを駆動するための駆動スピンドルと、ワークロール（２４，２５）を駆動するための駆動スピンドル（１４，１５）とが設けられており、バックアップロール（１，２）を駆動するための駆動スピンドル（１３，１６）と中間ロールを駆動するための駆動スピンドルとが、それぞれ、駆動スピンドルと駆動機構間に解放可能な装置（１７，１８）を備え、ワークロール（２４，２５）を駆動するための駆動スピンドル（１４，１５）が、それぞれ、駆動スピンドルとワークロール間に解放可能な装置（１９，２１）を備えること、
   細いワークロール（４，５）を使用する場合は、バックアップロールを駆動するための駆動スピンドルの解放可能な装置及び／又は中間ロールを駆動するための駆動スピンドルの解放可能な装置（１７，１８）が係合され、ワークロールを駆動するための駆動スピンドルの解放可能な装置（１９，２１）が解放されており、太いワークロール（２４，２５）を使用する場合は、ワークロールを駆動するための解放可能な装置（１９，２１）がワークロール（２４，２５）に連結され、バックアップロールを駆動するための駆動スピンドルの解放可能な装置及び中間ロールを駆動するための駆動スピンドルの解放可能な装置（１７，１８）が解放されていることを特徴とする６ロールスタンド。
3. バックアップロールを駆動するための駆動スピンドルの解放可能な装置が、クラッチ（１７，１８）として形成されていることを特徴とする請求項１に記載のロールスタンド。
4. バックアップロールを駆動するための駆動スピンドルの解放可能な装置及び中間ロールを駆動するための駆動スピンドルの解放可能な装置が、クラッチ（１７，１８）として形成されていることを特徴とする請求項２に記載のロールスタンド。
5. ワークロールを駆動するための駆動スピンドルの解放可能な装置が、ワークロールの駆動ピン（２８，２９）と協働する駆動スピンドル（１４，１５）におけるカップリング（１９，２１）であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載のロールスタンド。
6. 細いワークロール（４，５）が、いかなる駆動ピンも備えないことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載のロールスタンド。
7. バックアップロール及びワークロールを駆動するためのスピンドルが、共通のモータ（７）と、ギヤ機構（６）を介して接続されているか、ワークロールを駆動するための駆動スピンドルが、共通のモータ（７）と、ギヤ機構（６）を介して接続され、バックアップロール駆動するためのスピンドルが、それぞれ、独立したモータ（２６，２７）と接続されていることを特徴とする請求項１に記載のロールスタンド。
8. バックアップロール及びワークロール及び中間ロールを駆動するための駆動スピンドルが、共通のモータ（７）と、ギヤ機構（６）を介して接続されているか、ワークロールを駆動するための駆動スピンドルが、共通のモータ（７）と、ギヤ機構（６）を介して接続され、バックアップロール及び中間ロールを駆動するための駆動スピンドルが、それぞれ、独立したモータ（２６，２７）と接続されていることを特徴とする請求項２に記載のロールスタンド。
9. ギヤ機構（６）が、ピニオンギヤ機構として形成されていることを特徴とする請求項７又は８に記載のロールスタンド。
10. 直径が細いワークロールの対又は直径が太いワークロールの対が使用される、請求項１に記載の４ロールスタンドを運転するための方法において、
    細いワークロール（４，５）を運転するためにはバックアップロール（１，２）だけが、また、太いワークロール（２４，２５）を運転するためにはワークロール（２４，２５）だけが、モータ（７，２６，２７）によって駆動されることを特徴とする方法。
11. 直径が細いワークロールと直径が太いワークロールの対が使用される、請求項１に記載の４ロールスタンドを運転するための方法において、
    細いワークロールを運転するためには付属するバックアップロール（１，２）だけが、また、太いワークロールを運転するためにはこのワークロール自身だけが、モータ（７，２６，２７）によって駆動されることを特徴とする方法。
12. 直径が細いワークロールの対又は直径が太いワークロールの対が使用される、請求項２に記載の６ロールスタンドを運転するための方法において、
    細いワークロールを運転するためにはバックアップロール及び／又は中間ロールだけが、また、太いワークロールを運転するためにはワークロールだけが、モータによって駆動されることを特徴とする方法。
13. 直径が細いワークロールと直径が太いワークロールの対が使用される、請求項２に記載の６ロールスタンドを運転するための方法において、
    細いワークロールを運転するためには付属するバックアップロール及び／又は中間ロールだけが、また、太いワークロールを運転するためにはこのワークロール自身だけが、モータによって駆動されることを特徴とする方法。
14. 細いワークロールとして、摩耗の少ない材料を有するワークロールが使用されることを特徴とする請求項１０〜１３に記載の方法。

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